Microsoft Word 2033530 Tr§n Lê Minh Hoàng Báo cáo �Ó án 1 docx ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO ĐỒ ÁN 1 Giảng viên hướng dẫn TS Phan Quang Ấn Sinh viên thực hiện[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - BK TP.HCM BÁO ĐỒ ÁN Giảng viên hướng dẫn : TS Phan Quang Ấn Sinh viên thực : Trần Lê Minh Hồng Mã Số Sinh viên : 2033530 Hồ Chí Minh Tháng 12 Năm 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Phan Quang Ấn, Bộ Môn Thiết Bị Điện hướng dẫn định hướng tận tình để em hồn thành đồ án Em sinh viên vừa làm vừa học với công việc chuyên môn thiên Hệ Thống Điện Tuy nhiên với quan tâm hướng dẫn chân thành, thầy gợi mở cho em nhiều suy nghĩ định hướng công việc nghiên cứu tương lai Em xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Ngày tháng năm GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Mục lục MỤC LỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC BẢNG Chương I Giới thiệu điện mặt trời 1.1 Tổng quan 1.2 Lịch sử đời điện mặt trời Hệ thống điện mặt trời nối lưới 2.1 Giới thiệu hệ thống điện mặt trời nối lưới 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống điện mặt trời nối lưới 2.3 Lý nên lắp đặt hệ thống điện mặt trời nối lưới Đề tài thực đồ án Chương II GIỚI THIỆU CHUNG TÍNH TỐN CHI TIẾT VÀ THIẾT KẾ Phương pháp tính[9] 4.1 Thiên độ (solar declination – δ) 4.2 Độ cao trưa (altitude angle βN of the sun at solar noon) 4.3 Vị trí mặt trời vào thời điểm khác ngày 4.4 Bức xạ mặt trời bề mặt trái đất mây (Clear sky beam radiation at the earth’s surface) 4.5 Tổng xạ mặt trời bề mặt pin bao gồm thành phần: Bức xạ trực tiếp (Direct-Beam Radiation), xạ khuếch tán (Diffuse Radiation), xạ phản chiếu (Reflected Radiation) Tính tốn chi tiết hệ thống điện mặt trời nối lưới 10 5.1 Nghiên cứu khả thi 10 5.2 Thông tin khách hàng & khảo sát biểu đồ phụ tải 11 5.3 Khảo sát góc lắp đặt 13 5.4 Khảo sát số lượng pin – Acquy cần đầu tư 14 5.5 Lựa chọn pin & inverter 16 Chương III KẾT LUẬN 25 Chương IV CÔNG VIỆC TRONG TƯƠNG LAI 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.2.1: Hệ thống điện mặt trời nối lưới Hình 4.1.1: Góc nhìn khác với Trái Đất đứng yên mặt trời di chuyển lên xuống nhắm dễ xác định góc thiên độ δ Hình 4.2.1: Ví dụ góc lệch Pin lệch góc với vĩ độ Hình 4.3.1: Vị trí mặt trời ngày xác định βN φs Hình 4.3.2: Cách xác định góc H Hình 4.4.1: dịng lượng mặt trời từ trái đất Hình 4.5.2: Cách xác định xạ mặt trời khuếch tán Hình 4.5.2: Cách xác định xạ mặt trời khuếch tán 10 Hình 5.1.1: Công suất xạ khu vực Nam Bộ Tây Nguyên 11 Hình 5.1.1: Biểu đồ phụ tải ngày thường điển hình 12 Hình 5.1.1: Biểu đồ phụ tải ngày cuối tuần điển hình 12 Hình 5.3.1: Khảo sát góc lệch pin theo thời gian năm 13 Hình 5.3.2: Bức xạ trng bình theo góc lệch pin 14 Hình 5.4.2.1: Dung lượng Acquy Chì phụ thuộc vào tỉ lệ xả nhiệt độ 15 Hình 5.5.3.1.1: Phối cảnh lắp đặt phương án 19 Hình 5.5.3.1.2: Phối cảnh lắp đặt phương án 20 Hình 5.5.3.1.3: Phối cảnh lắp đặt phương án 21 Hình 5.5.3.1.4: Phối cảnh lắp đặt phương án 22 Hình 5.5.3.1.5: Phối cảnh lắp đặt phương án 23 Hình 5.5.3.1.6: Phối cảnh lắp đặt phương án 24 Hình 5.5.3.1.7: Phối cảnh lắp đặt phương án 25 MỤC LỤC BẢNG Bảng 4.1.1: Giá trị sơ n Bảng 5.1.1: Bảng danh sách thiết bị 12 Bảng 5.5.1.1: Bảng so sánh pin Mono Poly 16 Bảng 5.5.2.1: Thông số inverter Growatt 3000-S 17 Bảng 5.5.2.2: Thông số inverter Sungrow SG5KTL-D 5kW 17 Bảng 5.5.2.3: Thông số inverter iMars MG4KTL-2M 17 Bảng 5.5.2.4: Thông số pin Poly 300W SolarCity 17 Bảng 5.5.2.5: Thông số pin MONO 200W WORLD ENERGY 18 Bảng 5.5.2.6: Thông số pin WE450TU-36MD 18 Bảng 5.5.2.7: Thông số pin WE540M10H-540W 18 Bảng 6: Bảng tổng kết phương án 26 Chương I GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu điện mặt trời 1.1 Tổng quan Như biết, lý khiến phát triển giới bùng nổ xuất “điện” Cùng với phát triển khám phá không ngừng loài người, nguồn lượng sơ cấp để phát điện ngày nhiều: nước, than, nhiệt, mặt trời, gió… Cùng với đó, nguồn lượng tái tạo bắt đầu trọng phát triển nhằm giảm hiệu ứng nhà kính từ năm đầu kỉ 21[1], mà lượng mặt trời yếu tố quan trọng đóng góp vào suy giảm Bên cạnh việc giảm hiệu ứng nhà kính, với bối cảnh khủng hoảng lượng[2] giới tại, việc chuyển đổi từ nguồn lượng hóa thạch sang lượng tái tạo tất yếu Tuy nhiên Việt Nam, giá nguồn nhiên liệu cho nhà náy điện tăng cao: khí tự nhiên tăng lần (ở Mỹ EU), than tăng lần[3]… với hỗ trợ giá EVN[4], người tiêu dùng chưa cảm nhận gánh nặng lượng quốc gia Để giảm phụ thuộc vào hệ thống điện quốc gia, giảm chi phí lượng theo xu hướng giới lượng tái tạo[5]– giảm hiệu ứng nhà kính, việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời nối lưới lựa chọn tối ưu 1.2 Lịch sử đời điện mặt trời Vậy điện mặt trời đời từ nào? Vào kỉ 19, nhà khoa học Alexandre Edmond Becquerel phát hiệu ứng quang điện bắt đầu thực thí nghiệm Đến năm 1876, nhà khoa học phát rằng, nhiều tế bào điện phân tiếp xúc với ánh sáng sinh nhiều điện chất Selenium chuyển lượng mặt trời thành điện Bằng nhiều thời gian nghiên cứu, nhà khoa học tạo tế bào quang điện Selenium vào năm 1908, tế bào quang điện Silic vào năm 1954 Từ đến nay, tế bào quang điện pin lượng mặt trời ngày cải tiến đưa vào sử dụng rộng rãi toàn giới Một phương hướng ứng dụng pin lượng mặt trời lắp đặt hệ thống điện mặt trời nối lưới Hệ thống điện mặt trời nối lưới 2.1 Giới thiệu hệ thống điện mặt trời nối lưới Hệ thống điện mặt trời nối lưới bao gồm thành phần sau: - Pin quang điện – chuyển hóa quang thành điện dạng dịng điện chiều - Inverter – biến đổi dòng điện chiều thành dòng điện xoay chiều - Phụ tải – thiết bị sử dụng lượng (từ pin từ lưới) - Công tơ chiều – đo đếm điện dư thừa pin phát để bán cho EVN đo đếm lượng điện sử dụng từ lưới điện - Lưới điện Hình 1.2.1: Hệ thống điện mặt trời nối lưới 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống điện mặt trời nối lưới Để lắp đặt hệ mặt trời nối lưới cần xem xét nhiều yếu tố để có hiệu suất tối đa, chi phí hợp lí, cần lưu ý đến số yếu tố sau: - Vị trí lắp đặt: yếu tố quan trọng để xác định góc lệch pin lượng mặt trời hợp lí, tăng tối đa hiêu suất pin - Sản lượng điện trung bình ngày/trung bình năm: giúp chủ đầu tư lựa chọn cơng suất lắp đặt (số lượng pin) hợp lí - Chỉ số xạ số nắng năm: ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng điện sinh hệ thống - Thời tiết: điện sinh hệ thống điện mặt trời nối lưới phụ thuộc nhiều vào thời tiết (nắng tốt, nhiều mây, mưa…) - Chi phí đầu tư: yếu tố xác định chất lượng thiết bị lắp đặt 2.3 Lý nên lắp đặt hệ thống điện mặt trời nối lưới Vậy hệ thống điện mặt trời nối lưới có ưu điểm để trở thành xu hướng phát triển nguồn điện Việt Nam giới? Trước hết, hệ thống điện mặt trời nối lưới cung phần điện sinh cho phụ tải nhà tiêu thụ, phần dư thừa đẩy lên lưới bán cho EVN Đối với hộ gia đình, bình quân sử dụng từ 200-300kWh/tháng (Bậc 4) với giá 2536 VNĐ/KWh[6], [7], việc đầu tư hệ thống điện mặt trời nối lưới giúp hộ gia đình giảm chi phí điện hàng tháng xuống Bậc – nghĩa giảm giá xuống 2.014 VNĐ/KWh Ví dụ hộ gia đình tiêu thụ tháng 250kWh, chi phí điện tháng khoảng 634.000 VNĐ, lắp hệ thống điện mặt trời nối lưới cung cấp sản lượng 51kWh, chi phí điện tháng cịn khoảng 400.000 VNĐ, giảm đến 33% chi phí Ngồi hệ thống điện mặt trời nối lưới cịn giúp cung cấp điện liên tục trường hợp nguồn lưới có cố gây điện Khơng mang lợi ích cá nhân, hệ thống điện mặt trời nối lưới – nguồn phân tán mang lại lợi ích cho ngành lượng quốc gia việc giảm giảm hao phí truyền tải điện xa[8] Bên cạnh lợi ích kinh tế, việc đầu tư – sử dụng hệ thống điện mặt trời nối lưới cịn góp phần giảm thiểu phát thải CO2 từ sản xuất điện (than, khí tự nhiên…), đóng góp phần nhỏ vào mục tiêu đất nước – cam kết đưa mức phát thải ròng “0” đến năm 2050[8] Đề tài thực đồ án Với gợi ý giáo viên hướng dẫn nhận thấy tầm quan trọng pin mặt trời, em định chọn làm đề tải: thiết kế hệ thống điện mặt trời nối lưới cho hộ gia đình với thơng tin bản: - Gia đình người - Diện tích nhà: 60m2 12mx5m– tầng + sân thượng - Nhà hướng Đông Bắc, tọa độ: 10.7794445759098, 106.65566006142446 Mục tiêu thiết kế hệ điện mặt trời nối lưới nhằm giúp gia đình giảm chi phí điện hàng tháng Chương II TÍNH TỐN CHI TIẾT VÀ THIẾT KẾ Phương pháp tính[9] 4.1 Thiên độ (solar declination – δ) Theo Hình 4.1.1, góc đường xích đạo đường thẳng nối từ tâm Mặt Trời đến tâm Trái Đất gọi góc thiên độ Góc thiên độ nằm khoảng [-23.45o ; 23,45o] Góc thiên độ ngày năm tính với cơng thức: δ = 23.45 sin (𝑛 − 81) ; n mang ý nghĩa: ngày thứ n năm Giá trị n cho sơ sau Bảng 4.1.1: Giá trị sơ n Tháng n 1 32 60 91 121 152 182 213 244 10 274 11 305 12 335 Hình 4.1.1: Góc nhìn khác với Trái Đất đứng yên mặt trời di chuyển lên xuống nhắm dễ xác định góc thiên độ δ 4.2 Độ cao trưa (altitude angle βN of the sun at solar noon) Hình 4.2.1: Ví dụ góc lệch Pin lệch góc với vĩ độ Vị trí mặt trời trưa tham chiếu vô quan trọng tất tính tốn lượng mặt trời Về bản, việc lắp đặt pin lượng mặt trời hướng phía xích đạo với góc lệch so với tiếp tuyến giá trị vĩ độ vị trí cho hiệu suất tốt Chuyên sâu hơn, giá trị tính tốn thơng qua cơng thức: βN = 90o – L + δ, góc lệch pin = 90o - βN để đạt sản lượng tối đa 4.3 Vị trí mặt trời vào thời điểm khác ngày Vị trí mặt trời thời điểm ngày tính tốn thơng qua góc độ cao βN góc phương vị φs Theo quy ước, góc phương vị có giá trị dương vào buổi sáng với mặt trời hướng đơng có giá trị âm vào buổi chiều với mặt trời hướng tây Mối tương quan góc lệch pin xạ trực tiếp trung bình năm 35 Góc nghiêng pin 30 25 20 15 10 10 7.7 7.8 7.9 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Bức xạ trực tiếp trung bình (kWh/m2/ngày) Hình 5.3.2: Bức xạ trng bình theo góc lệch pin 5.4 Khảo sát số lượng pin – Acquy cần đầu tư 5.4.1 Pin Sau khảo sát tính tốn góc lắp đặt dựa vào vị trí địa lí, tiếp tục phần tính tốn sơ liên quan đến pin Với mục đích giảm sản lượng điện gia đình sử dụng khoảng Wtháng = 300-400kWh/tháng, sản lượng ngày trung bình từ hệ thống điện mặt trời là: Wngày = Pngày = =10-13.3 kWh/ngày ố ắ ì = 2.2 – kWAC (xét số nắng trung bình 4.5h/ngày) Xem xét đến yếu tố ảnh hưởng đến công suất pin[26]: Hiệu suất inverter – 90% “k1” Sai lệch thông số pin lắp (Mismatch) – 97% “k2” Bụi bẩn bám lên pin – 96% “k3” Khi cơng suất cần từ pin để đạt lượng công suất yêu cầu: P= = 2.7 – 3.5 kWAC Ngồi ra, khu vực TPHCM có nhiệt độ trung bình cao, pin vận hành khác với nhiệt độ tiêu chuẩn (25oC) cho công suất thấp so với công suất thực tế Xét hệ số suy giảm công suất lớn pin 0.4%, xét nhiệt độ vận hành bình thường pin NOCT = 45oC, Tamb 14 = 20: Tcell = Tamb + = 51.25oC Hệ số suy giảm công suất K = – 0.004(51.25-25) = 89.5% Tổng công suất đặt cần thu từ pin: Pđặt = = 3-4 kWp Xem xét loại pin thị trường với dải công suất 200-400W: 200W – Spin = 1.277 m2 Số lượng pin cần sử dụng: 15 – 20 tấm, diện tích sử dụng: 19.2 – 25.5 m2 300W – Spin = 1.66 m2 Số lượng pin cần sử dụng: 10 – 15 tấm, diện tích sử dụng: 16.6 m2 – 25 m2 400W – Spin = 2.2 m2 Số lượng pin cần sử dụng: – 10 tấm, diện tích sử dụng: 17.6 m2 – 22 m2 5.4.2 Acquy Ngoài việc lắp hệ mặt trời nối lưới, khách hàng xem xét phương án kết hợp sử dụng acquy để nâng cao hiệu suất sử dụng lượng mặt trời Xem xét hệ thống acquy gắn liền với công suất đặt xem xét, hệ thống điện mặt trời mái nhà cung cấp đầy đủ cho phụ tải gia đình vào cuối tuần (peakload = 3.3kW) Tuy nhiên phần sản lượng thu khơng thể sử dụng hồn tồn vào ngày thường, gia đình cần đầu tư thêm hệ thống Acquy để tích trữ phần điện dư thừa ban ngày sử dụng vào ban đêm Hình 5.4.2.1: Dung lượng Acquy Chì phụ thuộc vào tỉ lệ xả nhiệt độ Tính tốn dung lượng Acquy 15 Phụ tải AC: AC load = 10-13.3 kWh/ngày Hiệu suất inverter: k = 90% Khi Tải DC: DC load = = 11.1 – 14.8 kWh/ngày Chọn hệ Acquy 24V lượng tải mà Acquy cần cung cấp cho phụ tải ngày Load = x ngày = 462.5 – 616.7 Ah @ 24V Dựa vào đồ thị Hình 3.3, chọn tỉ lệ sạc xả hệ Acquy C/10, hệ số xả tối đa MDOD = 0.8, hệ số tỉ lệ sạc xả phụ thuộc nhiệt độ (T,DR) = 1, vận hành nhiệt độ 30oC, đó: Battery Capacity = ( = 578 – 771 Ah @ 24V ) ( , ) Dung lượng Acquy tối thiểu Acquy xả nhanh (xét C/5), phụ tải đỉnh vào ban đêm Acquy xả Ppeak-night = 3040W (Bỏ qua đỉnh tải thời điểm 5h sáng đỉnh bất thường) Minimum Capacity = ( ) = 822.5 Ah @ 24V 5.5 Lựa chọn pin & inverter 5.5.1 Giới thiệu sơ loại pin lượng mặt trời Hiện tại, có hai loại pin lượng mặt trời bao gồm: pin mono pin poly Tấm pin Poly tạo nên từ silicon đa tinh thể, pin Mono sản phẩm cơng nghệ sử dụng nguyên liệu silic đơn tinh thể làm thơng qua phương pháp Czochralski Vì tế bào chứa đơn tinh thể nên electron tạo dịng điện có nhiều chỗ để di chuyển Những ưu nhược điểm pin Mono Poly thể Bảng 5.5.1.1 Giá thành Hiệu suất Hệ số nhiệt độ Mono Poly Giá cao (vì sử dụng loại Quá trình sản xuất đơn giản Silicon cao cấp, tinh khiết) tốn Hiệu suất cao, lên đến 23% Hệ số nhiệt độ thấp Ít bị ảnh hưởng nhiệt độ Hiệu suất thấp, thấp 20% Hệ số nhiệt độ cao Nhiệt độ chênh lệch cao làm giảm hiệu suất Bảng 5.5.1.1: Bảng so sánh pin Mono Poly 5.5.2 Lựa chọn thiết bị Pin Inverter thị trường Bằng tính tốn sơ thực hiện, tiếp tục lựa chọn Pin Inverter có thên thị trường nhằm hỗ trợ tính toán chi tiết phương án phối hợp Lựa chọn điều kiện ban đầu để dễ dàng cho việc tính tốn: xét pin NLMT vận hành với Tmôi trường = 30 oC, NOCT = 47oC, Tchuẩn = 25 oC Trước tiên ta lựa chọn số Inverter thơng dụng có thị 16 trường Việt Nam: Inverter hòa lưới Growatt 3000-S[11] (trị giá: 10.000.000 VNĐ) với thông số bản: Max DC power Max DC Voltage PV Voltage range Max input current Max efficiency Max AC power Kích thước (m2) 3400W 550V 70-550V 13A 97.6% 3000W 0.271*0.359 Bảng 5.5.2.1: Thông số inverter Growatt 3000-S Inverter hòa lưới Sungrow SG5KTL-D 5kW[12] (trị giá: 14.900.000 VNĐ) với thông số bản: Max DC power Max DC Voltage PV Voltage range for nominal power Max input current Max efficiency Max AC power Dimension (m2) 5400W 550V 240-520V 22A 97.6% 5000W 0.3*0.39 Bảng 5.5.2.2: Thơng số inverter Sungrow SG5KTL-D 5kW Inverter hịa lưới iMars MG4KTL-2M 4KW (trị giá: 13.800.000 VNĐ) với thông số bản: Max DC power Max DC Voltage PV Voltage range for nominal power Max input current Max efficiency Max AC power Dimension 4500W 600V 120-550V 20A 97.9% 4000W 460x360 Bảng 5.5.2.3: Thông số inverter iMars MG4KTL-2M Sau lựa chọn Inverter, tiếp tục lựa chọn pin mặt trời có thị trường phù hợp với tiêu chí kĩ thuật kinh tế: Pin Poly 300W SolarCity (trị giá: 2.800.000 VNĐ): Pmax Voc Isc Kích thước Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ KT 300W 36V 11.34A 1640* 992 * 40 - 0,38%/K Bảng 5.5.2.4: Thông số pin Poly 300W SolarCity Pin MONO 200W WORLD ENERGY (trị giá: 2.100.000 VNĐ): 17 Pmax Voc Isc Kích thước 200W 22.06V 12.9A 1580*808*35 Bảng 5.5.2.5: Thông số pin MONO 200W WORLD ENERGY Pin WE450TU-36MD (trị giá: 3.100.000 VNĐ): P (Wp) Nhiệt độ trung bình ban ngày (độ C) NOCT (độ C) Isc (A) Voc (V) Spin Pmax (Wp) 450 33 44 11.68 44.22 2.384*1.096 388.50 Bảng 5.5.2.6: Thông số pin WE450TU-36MD Pin WE540M10H-540W (trị giá: 4.700.000 VNĐ): P (Wp) 540 Nhiệt độ trung bình ban ngày (độ C) 33 NOCT (độ C) 44 Isc (A) 13.94 Voc (V) 44.32 Spin 2256*1133 Pmax (Wp) 467.154 Bảng 5.5.2.7: Thông số pin WE540M10H-540W 5.5.3 Phối hợp loại pin inverter để đưa phương án 5.5.3.1 Phương án Phối hợp Inverter Growatt 3000-S với Pin Poly 300W SolarCity, nhiệt độ cell: Tcell = Tmtr + = 30 + = 63.75 oC ΔT = Tcell - Tchuẩn = 63.75 – 25 = 38.75 oC Công suất tối đa thực tế pin vận hành: Pmax.TT = = = 241.88 W ∗ ∗ Điện áp hở mạch thực tế pin: VOC.TT = = = 42.2 oC ∗ ∗ Khi số lượng pin cần lắp npin: 70 ≤ VOC.TT * npin ≤ 550 70 ≤ 42.2 * npin ≤ 550 ≤ npin ≤ 13 Để đạt công suất 3000W cho: 18 𝑛 ∗𝑃 ≤ 𝑛 ≤ 3400 lựa chọn số lượng pin 13 ≤ 13 Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = 13 * 1.64 * 0.992 = 21.2 m2 Tổng số tiền đầu tư với phương án này: 46.400.000 VNĐ Hình 5.5.3.1.1: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.2 Phương án Phối hợp Inverter Growatt 3000-S với Pin MONO 200W WORLD ENERGY, số lượng pin cần lắp npin: 70 ≤ VOC * npin ≤ 550 70 ≤ 22.06 * npin ≤ 550 ≤ npin ≤ 25 Để đạt công suất đầu 3000W cho: 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 3400 ≤ 𝑛 ≤ 25 ⎨𝐾ℎô𝑛𝑔 𝑡ℎể 𝑥á𝑐 đị𝑛ℎ đượ𝑐 𝑔𝑖á 𝑡𝑟ị ℎệ 𝑠ố ả𝑛ℎ ℎưở𝑛𝑔 𝑏ở𝑖 𝑛ℎ𝑖ệ𝑡 độ 𝑐ủ𝑎 𝑡ấ𝑚 𝑝𝑖𝑛 ⎩ ⎧ lựa chọn số lượng pin 17 Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = 17 * 1.58 * 0.808 = 21.7 m2 Tổng số tiền đầu tư với phương án này: 45.700.000 VNĐ 19 Hình 5.5.3.1.2: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.3 Phương án Phối hợp Inverter Growatt 3000-S với Pin WE450TU-36MD, số lượng pin cần lắp npin: 70 ≤ VOC.TT * npin ≤ 550 70 ≤ 44.2 * npin ≤ 550 ≤ npin ≤ 13 Để đạt công suất 3000-4000W: 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 𝑛 ≤ 34000 ≤ 13 Lựa chọn số lượng pin để đạt cơng suất khoảng 3000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.384 * 1.096 = 20.9 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoản 3400Wp: 34.800.000 VNĐ 20 Hình 5.5.3.1.3: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.4 Phương án Phối hợp Inverter Sungrow SG5KTL-D 5kW với Pin Poly 300W SolarCity, nhiệt độ cell: Tcell = Tmtr + = 30 + = 63.75 oC ΔT = Tcell - Tchuẩn = 63.75 – 25 = 38.75 oC Công suất tối đa thực tế pin vận hành: Pmax.TT = ∗ = ∗ = 241.88 W Điện áp hở mạch thực tế pin: VOC.TT = ∗ = ∗ = 42.2 oC Khi số lượng pin cần lắp npin: 240 ≤ VOC.TT * npin ≤ 520 240 ≤ 42.2 * npin ≤ 520 ≤ npin ≤ 12 Để đạt công suất 3000W: 𝑛 ∗𝑃 ≤ 𝑛 ≤ 3400 lựa chọn số lượng pin 12 ≤ 12 Tuy nhiên sử dụng loại pin không sử dụng tối đa công suất Inverter nhu cầu gia đình cần 3-4kW 21 5.5.3.5 Phương án Phối hợp Inverter Sungrow SG5KTL-D 5kW với Pin WE450TU-36MD, Số lượng pin cần lắp npin: 240 ≤ VOC * npin ≤ 520 240 ≤ 44.2 * npin ≤ 520 ≤ npin ≤ 12 Để đạt công suất 3000-4000W:[13] 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 5000 ≤ 𝑛 ≤ 12 lựa chọn số lượng pin để đạt cơng suất khoảng 3000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.384 * 1.096 = 21 m2 Chi phí cho để đạt công suất khoản 3000Wp: 39.700.000 VNĐ lựa chọn số lượng pin 11 để đạt công suất khoảng 4000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = 11 * 2.384 * 1.096 = 28.8 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoản 4000Wp: 49.000.000 VNĐ Hình 5.5.3.1.4: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.6 Phương án Phối hợp Inverter Sungrow SG5KTL-D 5kW với Pin WE540M10H540W, Số lượng pin cần lắp npin: 22 Số lượng pin cần lắp npin: 240 ≤ VOC * npin ≤ 520 240 ≤ 44.32 * npin ≤ 520 ≤ npin ≤ 12 Để đạt công suất 3000-4000W: 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 5000 ≤ 𝑛 ≤ 12 lựa chọn số lượng pin để đạt công suất khoảng 3000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.256 * 1.133 = 17.9 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoảng 4000Wp: 47.800.000 VNĐ lựa chọn số lượng pin để đạt cơng suất khoảng 4000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.256 * 1.133 = 23 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoảng 4000Wp: 57.200.000 VNĐ Hình 5.5.3.1.5: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.7 Phương án Phối hợp Inverter iMars MG4KTL-2M 4KW với Pin WE450TU-36MD, Số lượng pin cần lắp npin: 120 ≤ VOC * npin ≤ 550 120 ≤ 44.2 * npin ≤ 550 ≤ npin ≤ 12 23 Để đạt công suất 3000-4000W: 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 5000 ≤ 𝑛 ≤ 12 Lựa chọn số lượng pin để đạt cơng suất khoảng 3000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.384 * 1.096 = 21m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoản 3000Wp: 38.600.000 VNĐ lựa chọn số lượng pin 11 để đạt cơng suất khoảng 4000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = 11 * 2.384 * 1.096 = 28.8 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoản 3000Wp: 47.900.000 VNĐ Hình 5.5.3.1.6: Phối cảnh lắp đặt phương án 5.5.3.8 Phương án Phối hợp Inverter iMars MG4KTL-2M 4KW với Pin WE540M10H-540W, Số lượng pin cần lắp npin: 240 ≤ VOC * npin ≤ 520 240 ≤ 44.32 * npin ≤ 520 ≤ npin ≤ 12 Để đạt công suất 3000-4000W: 24 3000 ≤ 𝑛 ∗ 𝑃 ≤ 5000 ≤ 𝑛 ≤ 12 lựa chọn số lượng pin để đạt cơng suất khoảng 3000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.256 * 1.133 = 17.9 m2 Chi phí cho để đạt công suất khoảng 4000Wp: 46.700.000 VNĐ lựa chọn số lượng pin để đạt công suất khoảng 4000Wp Diện tích tối thiểu để lắp đặt: Stt = npin * Spin = * 2.256 * 1.133 = 23 m2 Chi phí cho để đạt cơng suất khoảng 4000Wp: 56.100.000 VNĐ Hình 5.5.3.1.7: Phối cảnh lắp đặt phương án Chương III KẾT LUẬN Mỗi phương án lắp đặt có thuận lợi khó khăn khác Với phương án đưa ra, khách hàng dựa vào Bảng để lựa chọn phương án phù hợp với nhu cầu chi phí thân 25 Inverter Growatt 3000-S Sungrow SG5KTL-D 5kW MONO 200W 300W SolarCity WORLD ENERGY Pin Tổng chi phí cho cơng suất 3000W 46,400,000 Tổng chi phí cho cơng suất 4000W Diện tích lắp đặt (3000W-4000W) 21.2-0 m2 45,700,000 21.7-0 iMars MG4KTL-2M 4KW WE450TU36MD 300W SolarCity WE450TU36MD WE540M10H540W WE450TU36MD WE540M10H540W 34,800,000 48,500,000 39,700,000 47,800,000 38,600,000 46,700,000 49,000,000 57,200,000 47,900,000 56,100,000 21-28.8 17.9-23 21-28.8 17.9-23 20.9-0 19.6-0 Bảng 6: Bảng tổng kết phương án 26 Chương IV CÔNG VIỆC TRONG TƯƠNG LAI Những kết tính đốn đưa đáp ứng yêu cầu khách hàng, sử dụng lượng mặt trời để giảm chi phí mua điện từ EVN Tuy nhiên phương án đưa chưa thể tận dụng tối đa sản lượng sinh từ điện mặt trời, phụ tải ngày thường thấp vào thời điểm mặt trời phát cao Nhận thấy bất cập đó, tơi thực việc kết hợp tính tốn lắp đặt hệ thống lưu trữ đồ án 2, nhằm tận dụng tối đa sản lượng điện mặt trời chi phí đầu tư 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tennessee Valley Authority, “The Role of Renewable Energy in Reducing Greenhouse Gas Buildup.,” 2003 [2] International Energy Agency, “World Energy Outlook 2022,” 2022 [Online] Available: www.iea.org/t&c/ [3] A Ari et al., “Surging Energy Prices in Europe in the Aftermath of the War: How to Support the Vulnerable and Speed up the Transition Away from Fossil Fuels, WP/22/152, July 2022,” 2022 [4] VNEWS, “EVN cam kết không tăng giá điện năm 2022,” https://vnews.gov.vn/news/evn-cam-ket-khong-tang-gia-dien-trong-nam-202235199.htm, 2022 https://vnews.gov.vn/news/evn-cam-ket-khong-tang-gia-dientrong-nam-2022-35199.htm (accessed Dec 08, 2022) [5] Beis, “Energy Trends September 2022,” 2022 [6] EVN, “Biểu giá bán lẻ điện,” 2022 Accessed: Dec 08, 2022 [Online] Available: https://www.evn.com.vn/c3/evn-va-khach-hang/Bieu-gia-ban-le-dien-9-79.aspx [7] TỔNG CỤC THỐNG KÊ, “Thơng cáo báo chí kết khảo sát mức sống dân cư 2021,” 2022 Accessed: Dec 08, 2022 [Online] Available: https://www.gso.gov.vn/du-lieu-va-so-lieu-thong-ke/2022/06/thong-cao-bao-chiket-qua-khao-sat-muc-song-dan-cu-2021/ [8] THENG Bee Han, “Vietnam in Net Zero race,” 2021 [9] G M Masters, Renewable and efficient electric power systems [10] EVN, “Thông tin báo chí việc phát triển điện mặt trời mái nhà sau ngày 31/12/2020,” 2020 Accessed: Dec 12, 2022 [Online] Available: https://www.evn.com.vn/d6/news/Thong-tin-bao-chi-ve-viec-phat-trien-dien-mattroi-mai-nha-sau-ngay-31122020-0-142-27166.aspx [11] Shenzhen Growatt New Energy Technology, “Installation & Operation Manual About Manual.” [Online] Available: www.ginverter.com [12] Sungrow, “Data Sheet Inverter Sungrow SG5KTL-D ” [13] S Xu, R Shao, B Cao, and L Chang, “Single-phase grid-connected PV system with golden section search-based MPPT algorithm,” Chinese Journal of Electrical Engineering, vol 7, no 4, pp 25–36, Dec 2021, doi: 10.23919/CJEE.2021.000035 28